克劳斯工艺的进展.doc

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1、克劳斯工艺技术进展及应用化工09-6苏美慧摘要：现如今，各国对控制工业尾气技术可开发和改进日益注重。硫磺回收的克劳斯工艺发展前景尤其广阔。本文将着力介绍克劳斯工艺的基本流程、制约因素、改进技术及其在我国国内的应用。关键词：克劳斯工艺；局限性；改进；国内应用。前言：克劳斯工艺发明伊始就成为硫磺回收工业的标准工艺流程。但是，由于酸性气的组成变化比较复杂，限制了克劳斯工艺的效能，因此有必要根据酸性气组成的不同开发不同的处理工艺，并针对某些特定的工艺条件来开发最优化的系统。目前已有不少先进的改进技术，而且在我国国内也存在着一定的应用前景。正文：

2、近年来，随着各国对环境污染的控制日益严格。世界上许多大公司和科研机构加强了对硫回收技术的开发，出现了许多新工艺、新技术。超级克劳斯工艺就是一项先进、成熟的硫磺回收技术，具有流程简单、操作灵活、安全可靠、运行费用低、应用规模不限、使用范围广、硫回收率高等优点，成为近20年来发展最快的硫磺回收工艺技术之一。在新建硫磺回收装置建设及原有老装置改造方面，超级克劳斯硫磺回收工艺都有广阔的应用前景。现如今，国内外各大企业都在对传统克劳斯工艺进行不断改造，这些技术改造均以提高硫磺回收率为基本目的，在传统工艺的基础上予以创新，目前已取得了较大的技术突破

3、。下面对克劳斯工艺流程进行简述：来自天然气脱硫单元的酸性气首先进入酸气分液罐分液，以避免可能携带的凝液进入反应炉燃烧器,对单元操作及下游设备造成影响。分离出的酸性凝液经酸气分液罐底泵送往酸性水汽提单元。燃烧空气供给系统Claus风机同时为反应炉燃烧器及加氢进料燃烧器提供燃烧所需的空气，而尾气焚烧炉所需的燃烧空气由位于焚烧炉附近的焚烧炉风机提供。进入反应炉燃烧器的空气量应刚好可以将原料气中的烃类完全氧化，同时满足装置尾气中H2S/S02比率为4:1所要求的部分H2S燃烧所需的空气量。燃烧反应部分燃烧反应部分的设备包括反应炉燃烧器、反应炉、

4、余热锅炉及第一级硫冷凝器。燃烧反应部分中最重要的参数为反应温度、反应物的混合程度及停留时间，适当提高这三个参数可以使燃烧反应得到更为理想的产物。在反应炉中燃烧反应能够得到充足的反应时间，同时还能有效地破坏酸性气中携带的杂质。燃烧产生的高温过程气进入余热锅炉，在锅炉中通过产生饱和蒸汽来回收余热并将过程气冷却。冷却后的过程气进入第一级硫冷凝器，被进一步冷却并凝出液硫。催化反应部分自第一级硫冷凝器出来的过程气进入第一级反应进料加热器,经高压蒸汽加热后进入一级转化器,在反应器内过程气与催化剂接触，继续发生反应直至达到平衡，反应中生成的硫在过程气

5、进入第二级硫冷凝器后冷凝出来，自流经二级硫封罐后进入液硫池。过程气在第二级催化反应部分经过的流程与第一级催化反应部分相同。锅炉给水及蒸汽系统自装置外来的高压脱氧水，经锅炉给水预热器加热，再经末级硫冷器和液硫冷却器升温后，作为废热锅炉汽包的给水。废锅产生的中压蒸汽小部分作为再热器热源，其余的送尾气部分过热后进中压蒸汽管网。自装置外来的低压脱氧水送至各硫冷凝器，产生低压蒸汽直接进低压蒸汽管网。（以上内容引用见参考文献[4]，流程为自我提炼组织而成）长期以来，为提高克劳斯反应的硫回收率，研究者进行了大量研究工作，但并未取得重大突破，常规克劳斯

6、装置的硫回收率通常只能达到94％～97％，影响硫磺回收率的原因如下：（1）由于克劳斯反应受到热力学的限制，硫的转化反应不可能完全，过程气中仍存有少量的H2S，SO2，限制了硫的转化率。（2）克劳斯反应要产生一定量的水气，随着水气含量的增加，相应降低H20，S02的浓度，影响了克劳斯反应的平衡，阻碍了硫的生成，限制了硫的转化率。（3）由于酸气中CO2和烃类的存在，则过程气中会形成COS和CS2，必须使之发生水解反应，为此，第一反应器的温度必须控制在300～340℃，高温虽然有利于水解反应，但是不利于克劳斯反应的进行，则限制了硫的转化率。（

7、4）常规克劳斯工艺硫的转化率对空气和酸性气的配比失常非常敏感，若不能保持H2S：S02=2：l的最佳比例，将导致硫的转化率降低。[3]正是为了克服这些限制因素，研究工作者在克劳斯工艺技术改进方面付诸了很大程度的努力。下面介绍几种经过改进的克劳斯工艺技术：一、氧基硫磺回收工艺(简称氧基工艺)氧基硫磺回收工艺是指从提高装置处理能力的角度出发，以氧气或富氧空气代替空气来增加装置处理能力的一系列新型克劳斯工艺，如德国Lurgi公司开发的OxyClaus工艺、英国BOC公司的SURE工艺和美国AirProducts&ChemicalInc．公司的

8、COPE工艺等。此类工艺应用迄今已有20余年历史，且近年来更加受到广泛重视。将氧基工艺应用于克劳斯装置的技术改造(或新建装置)。氧基硫磺回收工艺具有以下优点：①在原有装置总压力降(o．050---0．075